Olafs Interessen: Warum das Meer rauscht
Wissenschaftler des Scripps-Instituts für Ozeanographie bei San Diego,
Kalifornien haben die
Ursache des Meeresrauschens entschlüsselt. Laborexperimente und Untersuchungen
an natürlichen Ozeanwellen ergaben, dass kleine im Meerwasser gelöste
Luftblasen für das typische Geräusch sich brechender Wellen verantwortlich sind,
berichten sie im Fachblatt
Nature (Band 418 Seite 839). Diese bisher
genaueste Studie über die Dynamik der Luftblasen wirft auch ein neues Licht auf
den Gasaustausch zwischen den Ozeanen und der Atomsphäre – einer der wichtigsten
Parameter in globalen Klimamodellen.
In ihrer Arbeit haben Grant Deane und Dale Stokes grundlegende Erkenntnisse über
die Größe der in Wellen vorhandenen Luftblasen gesammelt. Dazu haben sie
Wasserwellen in ihrem Labor erzeugt und die Verteilung und Größe der darin
gelösten Bläschen ausgemessen.
Diese kommen demnach in zwei Größenklassen vor: Blasen mit einem Durchmesser
oberhalb eines Millimeters bilden sich beim Zusammenrollen der Wellen – dies
bildet die von Surfern so geliebte Wellenröhre. Wenn die Spitze der Welle
schließlich auf der horizontalen Wasseroberfläche zerschellt, so bilden sich
vorwiegend Blasen mit einem Durchmesser unterhalb eines Millimeters aus.
Die Dichte der Blasen hängt je nach Größenklasse in unterschiedlicher Weise von
deren Durchmesser ab. Die größeren Blasen bilden sich der Studie nach aufgrund
von Turbulenzen, die Luft im Wasser einschließen. Die kleinen Blasen hingegen
verdanken ihre Entstehung dem Aufprall und Zerplatzen der Wellen.
Eine der vielen Funktionen der Luftblasen besteht etwa darin, Kohlendioxid aus
der Erdatmosphäre an die Ozeane abzuführen. Die Ozeane stellen damit eine Senke
für Kohlendioxid dar und beeinflussen somit direkt die Entwicklung des
Weltklimas. Der Gasaustausch bestimmt auch direkt den Nahrungshaushalt der
Ozeane, vom Phytoplankton bis hin zum Wachstum großer Mengen an Algen.
Wenn die Luftblassen beim Kollaps der Wasserwellen zerplatzen, setzen sie zudem
Wassertropfen frei und erhöhen damit die Luftfeuchtigkeit, was schließlich zur
Bildung von Wolken führt. Auch diese Prozesse hängen entscheidend von der Größe
der Luftblasen ab.
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Quelle: Stefan Maier
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